2008 Fiscal Year Annual Research Report
知的電子複合材料の感知・応答・記憶及び破壊・損傷特性制御による高性能・長寿命化
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20560062
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
成田 史生 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10312604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
進藤 裕英 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90111252)
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| Keywords | 弾性・非弾性論 / 圧電強度・機能学 / 有限要素解析 / 材料試験 / 電子複合材料 / 電場・力学場相互干渉 / 知的材料システム / マイクロ・ナノデバイス |
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| Research Abstract |
本研究は, 知的電子複合材料の設計法及び強度・機能評価法を開発することを目的に, 圧電効果を有する電子複合材料の感知・応答・記憶及び破壊・損傷特性評価を理論・実験両面から行うものである. 本年度は, 傾斜機能圧電材料, 圧電繊維複合材料の電気力学試験を行い, 感知・応答特性を解明した. また, 電気力学場の有限要素解析を行い, 性能について同様な検討を加えた. 得られた成果を要約すると以下の通りである.
1. 片持ち・両端固定の傾斜機能圧電トランスデューサに関する曲げ試験及び有限要素解析を行い, 感知・応答特性に及ぼす電気力学的負荷の影響を明らかにした. 実験は, 電気弾性特性を傾斜化させた圧電積層はりに交流電圧を印加し, たわみ・音圧計測を行った. また, 集中荷重を負荷し, 発生する電位を計測した. さらに, 分域壁移動を考慮した有限要素解析により, 実験結果に理論的検討を加え, 非線形たわみ・音圧レベル・出力電位・内部応力分布と傾斜組成との関連について考察した.
2. 角柱・円柱状圧電ロッドの1-3圧電/ポリマーコンポジットにおける非線形電気力学場に関する実験・有限要素解析を行い, 変位及び内部応力に及ぼす直流電場・局所分極回転の影響を明らかにした. また, 交流電場下における1-3圧電/ポリマーコンポジットの周波数特性について検討し, 興味ある結果を得た.
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